DE102014200726A1

DE102014200726A1 - A starter device for a vehicle and method for starting one or the vehicle

Info

Publication number: DE102014200726A1
Application number: DE102014200726.7A
Authority: DE
Inventors: Eckhard KIRCHNER; Tobias Eckl; Sebastian Sommerkorn
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-07-16
Also published as: WO2015106738A1

Abstract

Anlasser dienen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren dazu, den Verbrennungsmotor auf eine zum Starten notwendige Umdrehungsgeschwindigkeit zu bringen. Hierzu wird eine Anlasservorrichtung 1 für ein Fahrzeug 2 mit einem Anlassermotor 6, mit einem Hauptgetriebeabschnitt 8, wobei der Hauptgetriebeabschnitt 8 eine Haupteingangswelle 10 und eine Hauptausgangswelle 11 aufweist, wobei der Hauptgetriebeabschnitt 8 eine drehrichtungsabhängige Übersetzung aufweist, wobei bei einer ersten Drehrichtung der Haupteingangswelle 10 die Hauptausgangswelle 11 in der gleichen, ersten Drehrichtung rotiert und bei einer zweiten, gegenläufigen Drehrichtung der Haupteingangswelle 10 die Hauptausgangswelle 11 in der ersten Drehrichtung rotiert, mit einem Abtriebsritzel 5, vorgeschlagen, wobei ein Drehmoment über einen Drehmomentweg 7 von dem Anlassermotor 6 über den Hauptgetriebeabschnitt 8 zu dem Abtriebsritzel 5 geleitet wird, und mit einem Hilfsgetriebeabschnitt 9, wobei der Hilfsgetriebeabschnitt 9 bei mindestens einer Drehrichtung der Haupteingangswelle 10 in dem Drehmomentweg 7 zwischen dem Anlassermotor 6 und dem Abtriebsritzel 5 getriebetechnisch eingekoppelt ist.In vehicles with internal combustion engines, starters are used to bring the internal combustion engine to a rotation speed necessary for starting. For this purpose, a starter device 1 for a vehicle 2 with a starter motor 6, with a main gear portion 8, wherein the main gear portion 8 has a main input shaft 10 and a main output shaft 11, wherein the main gear portion 8 has a direction of rotation dependent translation, wherein in a first rotational direction of the main input shaft 10 the Main output shaft 11 rotates in the same first direction of rotation and in a second, opposite direction of rotation of the main input shaft 10, the main output shaft 11 rotates in the first direction, with a driven pinion 5, proposed, wherein a torque via a torque path 7 from the starter motor 6 via the main gear section is fed to the output gear 5, and with an auxiliary gear portion 9, wherein the auxiliary gear portion 9 in at least one direction of rotation of the main input shaft 10 in the torque path 7 between the starter motor 6 and the output gear 5 getriebetechni sch is coupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlasservorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anlassen des Fahrzeugs mit der Anlasservorrichtung.The invention relates to a starter device for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for starting the vehicle with the starter device.

Anlasser dienen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren dazu, den Verbrennungsmotor auf eine zum Starten notwendige Umdrehungsgeschwindigkeit zu bringen. Somit ist ein maßgebliches Anwendungsgebiet der Anlasser, bei einem Fahrzeug zum Beispiel nach einem längeren Stand den Startvorgang zu unterstützen, indem der Verbrennungsmotor durch den Anlasser gedreht wird und zudem über die Autobatterie und Zündspulen ein Zündfunke bereitgestellt wird beziehungsweise eine Selbstzündung erreicht wird. Um die Verbrennungsmotoren aus dem kalten Zustand auf die benötigte Umdrehungsgeschwindigkeit zu bringen, ist ein hohes Drehmoment notwendig, sodass es üblich ist, dass die Anlasser ausgehend von einem Elektromotor eine große Untersetzung ins Langsame aufweisen. Ein weiteres Anwendungsgebiet betrifft die Wiederinbetriebnahme des Verbrennungsmotors im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion, wobei beispielsweise vor roten Ampeln der Verbrennungsmotor auch für kurze Zeiten gestoppt wird, um den Kraftstoffverbrauch niedrig zu halten. Bei diesem Anwendungsgebiet muss der Anlasser nur den bereits betriebswarmen Verbrennungsmotor auf die benötigte Umdrehungsgeschwindigkeit bringen.In vehicles with internal combustion engines, starters are used to bring the internal combustion engine to a rotation speed necessary for starting. Thus, a significant field of application of the starter is to assist in a vehicle, for example, after a long time the starting process by the internal combustion engine is rotated by the starter and also on the car battery and ignition coils a spark is provided or auto-ignition is achieved. In order to bring the internal combustion engines from the cold state to the required rotational speed, a high torque is necessary, so that it is usual for the starters to have a high gear reduction starting from an electric motor. Another field of application relates to the restarting of the internal combustion engine in the context of a start-stop function, wherein, for example, stopped before red lights of the engine for short times in order to keep fuel consumption low. In this application, the starter only needs to bring the already warm combustion engine to the required speed of rotation.

Die nachveröffentlichte Druckschrift DE 10 2013 090 22 der Anmelderin beschreibt eine Starteranordnung für einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben der Starteranordnung, wobei die Starteranordnung ein Planetengetriebe aufweist, welches in Abhängigkeit einer Drehrichtung eines Elektromotors zwei verschiedene Übersetzungen bereitstellt, wobei die eine Übersetzung für einen Start mit großem Drehmoment, also für einen Erststart oder Kaltstart, und die zweite Übersetzung für einen Start mit hoher Drehzahl, also für einen Wiederstart aus dem Stoppmodus im Start-Stopp-Betrieb, ausgebildet ist.The post-published publication DE 10 2013 090 22 the applicant describes a starter assembly for an internal combustion engine and a method for operating the starter assembly, wherein the starter assembly comprises a planetary gear, which provides two different translations depending on a direction of rotation of an electric motor, the one translation for a start with high torque, ie for a first start or cold start, and the second translation for a high-speed start, that is, for a restart from the stop mode in the start-stop operation is formed.

Gebiet der ErfindungField of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlasservorrichtung für ein Fahrzeug mit einer erweiterten Funktionalität vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Anlasservorrichtung – auch Startervorrichtung zu nennen – mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The invention has for its object to propose a starter device for a vehicle with an extended functionality. This object is achieved by a starter device - also called starter device - with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Erfindungsgemäß wird eine Anlasservorrichtung offenbart, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich besonders bevorzugt um ein Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel einen Personenkraftwagen, einen Bus oder einen Lastkraftwagen. Das Fahrzeug kann jedoch auch als ein Zweirad, insbesondere als ein Motorrad, oder als ein Dreirad ausgebildet sein. Insbesondere umfasst das Fahrzeug mindestens einen Verbrennungsmotor, wobei die Anlasservorrichtung zum Starten des Verbrennungsmotors ausgebildet ist.According to the invention, a starter device is disclosed which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle is particularly preferably a motor vehicle, such as a passenger car, a bus or a truck. However, the vehicle may also be designed as a two-wheeler, in particular as a motorcycle, or as a tricycle. In particular, the vehicle comprises at least one internal combustion engine, wherein the starter device is designed to start the internal combustion engine.

Die Anlasservorrichtung umfasst einen Anlassermotor, welcher als ein Elektromotor ausgebildet ist. Der Anlassermotor ist in einer ersten Drehrichtung und in einer zweiten Drehrichtung als Gegenrichtung zu der ersten Drehrichtung betreibbar. Anders ausgedrückt kann der Anlassermotor sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn betrieben werden. Der Anlassermotor stellt ein Drehmoment bereit, welches genutzt wird, um den Verbrennungsmotor auf die benötigte Umdrehungsgeschwindigkeit zu beschleunigen oder zu halten.The starter device comprises a starter motor, which is designed as an electric motor. The starter motor is operable in a first direction of rotation and in a second direction of rotation as the opposite direction to the first direction of rotation. In other words, the starter motor can be operated both clockwise and counterclockwise. The starter motor provides a torque that is used to accelerate or maintain the engine at the required rotational speed.

Der Anlassermotor ist mit einem Hauptgetriebeabschnitt getriebetechnisch gekoppelt, wobei der Hauptgetriebeabschnitt eine Haupteingangswelle und eine Hauptausgangswelle aufweist. Der Hauptgetriebeabschnitt weist eine drehrichtungsabhängige Übersetzung auf. Bei einer ersten Drehrichtung der Haupteingangswelle rotiert die Hauptausgangswelle in der gleichen ersten Drehrichtung. Anders ausgedrückt sind Haupteingangswelle und Hauptausgangswelle gleichsinnig rotierend. Bei einer zweiten gegenläufigen Drehrichtung der Haupteingangswelle läuft die Hauptausgangswelle ebenfalls in der ersten Drehrichtung. Bei der zweiten Drehrichtung laufen somit Haupteingangswelle und Hauptausgangswelle gegensinnig oder gegenläufig. The starter motor is transmission-coupled to a main transmission section, the main transmission section having a main input shaft and a main output shaft. The main gear section has a direction of rotation dependent translation. In a first direction of rotation of the main input shaft, the main output shaft rotates in the same first direction of rotation. In other words, the main input shaft and the main output shaft are rotating in the same direction. In a second opposite direction of rotation of the main input shaft, the main output shaft also runs in the first direction of rotation. Thus, in the second direction of rotation, the main input shaft and main output shaft run in opposite directions or in opposite directions.

Der Hauptgetriebeabschnitt ist ferner mit einem Abtriebsritzel getriebetechnisch gekoppelt, wobei das Abtriebsritzel den Ausgang der Anlasservorrichtung zu dem Verbrennungsmotor bildet. Insbesondere ist das Abtriebsritzel als ein einspurendes Abtriebsritzel ausgebildet, welches eine Einspurposition und eine davon verschiedene Ruheposition einnehmen kann, wobei das Abtriebsritzel in der Einspurposition mit dem Verbrennungsmotor in Wirkverbindung steht und in der Ruheposition von dem Verbrennungsmotor getriebetechnisch abgekoppelt ist. Die Anlasservorrichtung ist besonders bevorzugt als ein Modul ausgebildet, welches einstückig wahlweise an den Verbrennungsmotor oder an ein Getriebe des Fahrzeugs oder eine andere Position angeordnet, insbesondere angeschraubt werden kann.The main transmission section is further geared with a driven pinion gear, wherein the output pinion forms the output of the starter device to the internal combustion engine. In particular, the output pinion is designed as a einspurendes output pinion, which can take a Einspurposition and a different rest position, the output pinion is in the Einspurposition with the engine in operative connection and decoupled in the rest position of the engine transmission technology. The starter device is particularly preferably designed as a module, which can be arranged in one piece either on the internal combustion engine or on a transmission of the vehicle or another position, in particular screwed.

Es ist vorgesehen, dass ein Drehmoment über einen Drehmomentweg, insbesondere Kraftflussweg, ausgehend von dem Anlassermotor über das Anlasserhauptgetriebe zu dem Abtriebsritzel geleitet wird. Dabei kann das Drehmoment auch umgesetzt, insbesondere untersetzt oder übersetzt, werden.It is envisaged that a torque via a torque path, in particular Power flow path, is passed from the starter motor via the main starter gearbox to the output pinion. The torque can also be implemented, in particular stocky or translated.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Anlasservorrichtung einen Hilfsgetriebeabschnitt aufweist, wobei der Hilfsgetriebeabschnitt bei mindestens einer Drehrichtung der Haupteingangswelle in dem Drehmomentweg zwischen dem Anlassermotor und dem Abtriebsritzel getriebetechnisch eingekoppelt ist. Somit ist vorgesehen, dass der Hilfsgetriebeabschnitt bei mindestens einer Drehrichtung der Haupteingangswelle die Gesamtübersetzung in dem Drehmomentweg beeinflusst.In the context of the invention, it is proposed that the starter device has an auxiliary gear section, wherein the auxiliary gear section is coupled in terms of transmission technology in at least one direction of rotation of the main input shaft in the torque path between the starter motor and the output pinion. Thus, it is provided that the auxiliary transmission section influences the overall ratio in the torque path in at least one direction of rotation of the main input shaft.

Der Hilfsgetriebeabschnitt kann in Richtung des Drehmomentflusses betrachtet vor dem Hauptgetriebeabschnitt oder hinter dem Hauptgetriebeabschnitt angeordnet sein. Für den Fall, dass er vor dem Hauptgetriebeabschnitt angeordnet ist, kann dieser auch als ein Vorgelegegetriebeabschnitt bezeichnet werden.The auxiliary transmission section can be arranged in the direction of the torque flow in front of the main transmission section or behind the main transmission section. In the event that it is arranged in front of the main transmission section, this may also be referred to as a countershaft transmission section.

Durch die Möglichkeit, in Abhängigkeit der Drehrichtung eine unterschiedliche Gesamtübersetzung der Anlasservorrichtung zu erreichen, ist es möglich, bei einer ersten Betriebsart in der einen Drehrichtung ein hohes Drehmoment mit einer niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit und bei einer zweiten Betriebsart in der anderen Drehrichtung ein im Vergleich dazu niedriges Drehmoment und eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit am Abtriebsritzel zu erreichen. Die erste Betriebsart kann dabei bei einem Kaltstart eingesetzt werden, die zweite Betriebsart kann bei einem Warmstart verwendet werden. Bei einem Kaltstart ist aufgrund der kalten Temperatur des Verbrennungsmotors ein höheres Drehmoment notwendig. Ferner werden Vibrationen bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors eher vom Anwender akzeptiert als bei einem Warmstart. Bei dem Warmstart ist es vorteilhaft, den Verbrennungsmotor auf eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit zu beschleunigen, um den Warmstart möglichst komfortabel für den Benutzer zu gestalten.Due to the possibility of achieving a different overall ratio of the starter device as a function of the direction of rotation, it is possible in a first operating mode in one direction of rotation for a high torque at a low rotational speed or angular velocity and for a second operating mode in the other rotational direction in comparison thereto To achieve low torque and a higher rotational speed or angular velocity on the output pinion. The first mode can be used in a cold start, the second mode can be used in a warm start. In a cold start, a higher torque is necessary due to the cold temperature of the engine. Furthermore, vibrations are more likely to be accepted by the user during a cold start of the internal combustion engine than during a warm start. In the warm start, it is advantageous to accelerate the internal combustion engine to a higher rotational speed in order to make the warm start as comfortable as possible for the user.

Durch den Hilfsgetriebeabschnitt ist es möglich, die Gesamtübersetzung beim Kaltstart und/oder beim Warmstart anzupassen, sodass für jede Betriebsart eine benötigte Umdrehungsgeschwindigkeit am Abtriebsritzel anliegt. Insbesondere ist es möglich, dass die Anlasservorrichtung ohne den Hilfsgetriebeabschnitt für eine Vielzahl von Varianten der Anlasservorrichtung als Gleichteil hergestellt wird und nur unterschiedliche Hilfsgetriebeabschnitte eingesetzt werden, um die Anlasservorrichtung variantengemäß anzupassen. Through the auxiliary gear section, it is possible to adjust the overall ratio during cold start and / or warm start, so that for each mode a required rotational speed is applied to the output pinion. In particular, it is possible for the starter device without the auxiliary transmission section to be manufactured as a common part for a multiplicity of variants of the starter device, and only different auxiliary transmission sections can be used in order to adapt the starting device according to variant.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Hilfsgetriebeabschnitt als ein drehrichtungserhaltender Übersetzungsabschnitt ausgebildet. Damit bewirkt der Hilfsgetriebeabschnitt im Gegensatz zu dem Hauptgetriebeabschnitt keine Drehrichtungsumkehr entlang des Drehmomentwegs. Dies ist vorteilhaft, da in Abhängigkeit der Betriebsart der Anlassermotor in die unterschiedlichen Drehrichtungen gestartet wird, nachdem jedoch an dem Abtriebsritzel die von dem Verbrennungsmotor beziehungsweise vorgelegten Getriebe benötigte Drehrichtung festgelegt ist, wird die Kompensation der unterschiedlichen Antriebsdrehrichtungen ausschließlich durch den Hauptgetriebeabschnitt umgesetzt, der Hilfsgetriebeabschnitt ist in Bezug auf eine Drehrichtungsumkehr neutral ausgebildet. In one possible embodiment of the invention, the auxiliary gear section is formed as a direction of rotation maintaining translation section. Thus, unlike the main transmission section, the auxiliary transmission section does not reverse the direction of rotation along the torque path. This is advantageous since, depending on the operating mode, the starter motor is started in the different directions of rotation, however, after the direction of rotation required by the internal combustion engine or transmission has been determined on the driven pinion, the compensation of the different driving directions is exclusively implemented by the main gear section, which is the auxiliary gear section neutral with respect to a reversal of the direction of rotation.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist der Hilfsgetriebeabschnitt ein drehrichtungsunabhängiges Übersetzungsverhältnis auf. Somit handelt es sich bei dem Hilfsgetriebeabschnitt um eine Getriebestufe oder Getriebedoppelstufe, welche ausschließlich eine Übersetzungsstufe für den Anlassermotor darstellt. Insbesondere ist das Übersetzungsverhältnis des Hilfsgetriebeabschnitts insbesondere vom Betrag größer als 1, wobei das Übersetzungsverhältnis als der Quotient Eingangsdrehzahl zu Ausgangsdrehzahl definiert ist. In a possible embodiment of the invention, the auxiliary transmission section to a direction of rotation independent gear ratio. Thus, the auxiliary transmission section is a transmission stage or transmission double stage, which exclusively represents a transmission stage for the starter motor. In particular, the gear ratio of the auxiliary gear section is, in particular, greater than 1 in magnitude, the gear ratio being defined as the quotient of the input speed to the output speed.

Es ist allgemein und insbesondere bei der zuvor genannten Ausgestaltung bevorzugt, dass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hauptgetriebeabschnitts bei der ersten Drehrichtung der Haupteingangswelle und der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hauptgetriebeabschnitts bei der zweiten Drehrichtung der Haupteingangswelle unterschiedlich sind. Es wird hier gezielt vom Betrag gesprochen, da sich die Übersetzungsverhältnisse durch die eingangs beschriebene Drehrichtungsumkehr auf jeden Fall hinsichtlich des Vorzeichens unterscheiden. Es wird jedoch bevorzugt beansprucht, dass auch das vorzeichenunabhängige Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit der Drehrichtung unterschiedlich ausgebildet ist. It is generally and particularly preferable in the aforementioned embodiment that the amount of the gear ratio of the main gear portion in the first rotational direction of the main input shaft and the amount of the gear ratio of the main gear portion in the second rotational direction of the main input shaft are different. It is specifically spoken of the amount here, since the gear ratios differ by the direction reversal described in the beginning in any case with respect to the sign. However, it is preferably claimed that the sign-independent transmission ratio is formed differently depending on the direction of rotation.

In einer ersten Ausgestaltung ist es somit möglich, dass der Hilfsgetriebeabschnitt ein drehrichtungsunabhängiges Übersetzungsverhältnis aufweist, welches besonders bevorzugt ungleich 1 ist und dass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hauptgetriebeabschnitts bei den beiden Drehrichtungen der Haupteingangswelle unterschiedlich ist. Auf diese Weise ist es möglich, für die zwei Betriebsarten, insbesondere Kaltstart und Warmstart, ein jeweils unterschiedliches Gesamtübersetzungsverhältnis bereitzustellen, welches in Abhängigkeit der Drehrichtung der Haupteingangswelle und/oder des Anlassermotors bereitgestellt wird.In a first embodiment, it is thus possible that the auxiliary gear section has a direction of rotation independent gear ratio, which is particularly preferably not equal to 1 and that the amount of the gear ratio of the main gear section is different in the two directions of rotation of the main input shaft. In this way, it is possible for the two operating modes, in particular cold start and warm start, to provide a different overall gear ratio, which is provided depending on the direction of rotation of the main input shaft and / or the starter motor.

Bei einer möglichen und zugleich besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Hilfsgetriebeabschnitt ein drehrichtungsabhängiges Übersetzungsverhältnis auf. Es ist jedoch zudem bevorzugt, dass der Hilfsgetriebeabschnitt drehrichtungserhaltend ausgebildet ist. Somit wird in einer der Drehrichtungen ein erstes Übersetzungsverhältnis und in einer anderen Drehrichtung ein anderes Übersetzungsverhältnis von dem Hilfsgetriebeabschnitt umgesetzt. In a possible and at the same time particularly preferred embodiment of the invention, the auxiliary transmission section on a direction of rotation-dependent transmission ratio. However, it is also preferred that the auxiliary gear portion is formed to maintain the direction of rotation. Thus, in one of the directions of rotation, a first gear ratio and in another direction another gear ratio of the auxiliary gear portion is implemented.

Bei einer möglichen Umsetzung umfasst der Hilfsgetriebeabschnitt einen Übersetzungsweg und einen Bypassweg, wobei der Bypasslaufweg einen Parallelweg oder eine Überbrückung zu dem Übersetzungsweg bildet. Bei dem Bypassweg ist der Betrag der Übersetzung vorzugsweise gleich 1. Bei dem Übersetzungsweg ist der Betrag der Übersetzung vorzugsweise ungleich 1, insbesondere derart, dass eine Untersetzung und/oder eine Übersetzung ins Langsame gegeben ist.In one possible implementation, the auxiliary transmission section includes a transmission path and a bypass path, the bypass passage forming a parallel path or a bridge to the transmission path. In the case of the bypass path, the amount of the translation is preferably equal to 1. In the case of the translation path, the amount of the translation is preferably not equal to 1, in particular such that a reduction and / or a translation is slow.

Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Hilfsgetriebeabschnitt eine doppelte Stirnradgetriebestufe als den Übersetzungsweg. Durch die doppelte Stirnradgetriebestufe wird zum einen erreicht, dass Hilfseingangswelle und Hilfsausgangswelle als Eingang und Ausgang des Hilfsgetriebeabschnitts koaxial zueinander anordbar sind und zum zweiten, dass keine Drehrichtungsumkehr erfolgt. Der Bypassweg wird dagegen als bevorzugt eine 1.1 kopplung ausgebildet. In a possible structural embodiment of the invention, the auxiliary transmission section comprises a double spur gear stage as the translation path. Due to the double spur gear stage is achieved on the one hand, that the auxiliary input shaft and auxiliary output shaft as the input and output of the auxiliary gear portion coaxially with each other can be arranged and the second that no reversal occurs. By contrast, the bypass path is designed as a 1.1 coupling.

Die Trennung zwischen dem Übersetzungsweg und dem Bypassweg in Abhängigkeit der Drehrichtung des Anlassermotors wird besonders bevorzugt durch eine oder mehrere Freilaufeinrichtungen umgesetzt. Unter einer Freilaufeinrichtung wird bevorzugt eine Einrichtung verstanden, die bei einer Relativrotation von zwei Drehpartner eine drehfeste Kopplung in eine Richtung und eine Entkopplung in die Gegenrichtung umsetzt. Freilaufeinrichtungen sind als Klinkenfreiläufe, Klemmkörperfreiläufe etc. bekannt. The separation between the transmission path and the bypass path depending on the direction of rotation of the starter motor is particularly preferably implemented by one or more freewheel devices. Under a freewheel device is preferably understood a device that converts in a relative rotation of two rotating partners a rotationally fixed coupling in one direction and decoupling in the opposite direction. Freewheel devices are known as pawl freewheels, sprag clutches, etc.

Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kombination, wobei der Hilfsgetriebeabschnitt ein drehrichtungsabhängiges Übersetzungsverhältnis aufweist und der Hauptgetriebeabschnitt ein Übersetzungsverhältnis aufweist, dessen Betrag drehrichtungsunabhängig ist. In dieser Ausgestaltung wird der Betrag der drehrichtungsabhängigen Gesamtübersetzung durch die drehrichtungsabhängige Übersetzung des Hilfsgetriebeabschnitts verändert. Another possible embodiment of the invention is a combination, wherein the auxiliary gear portion has a direction of rotation-dependent gear ratio and the main gear portion has a gear ratio whose amount is independent of direction of rotation. In this embodiment, the amount of the direction of rotation-dependent total ratio is changed by the direction of rotation-dependent translation of the auxiliary transmission section.

Besonders bevorzugt ist jedoch, dass der Hilfsgetriebeabschnitt ein drehrichtungsabhängiges Übersetzungsverhältnis aufweist und der Hauptgetriebeabschnitt ein Übersetzungsverhältnis aufweist, dessen Betrag ebenfalls drehrichtungsabhängig ist. In dieser Ausgestaltung wird der Betrag der drehrichtungsabhängigen Gesamtübersetzung durch die drehrichtungsabhängige Übersetzung des Hilfsgetriebeabschnitts und durch die drehrichtungsabhängige Übersetzung des Hauptgetriebeabschnitts verändert. However, it is particularly preferred that the auxiliary gear section has a direction of rotation-dependent gear ratio and the main gear section has a gear ratio whose amount is also dependent on the direction of rotation. In this embodiment, the amount of the direction of rotation-dependent total ratio is changed by the direction of rotation-dependent translation of the auxiliary transmission section and by the direction of rotation-dependent translation of the main transmission section.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Hauptgetriebeabschnitt als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet, wobei das Stirnradplanetengetriebe ein Sonnenrad, ein Planetenrad, zwei Planetensätze, ein Hohlrad sowie eine erste und eine zweite Freilaufeinrichtung aufweist. Das Sonnenrad ist mit der Haupteingangswelle und der Planetenträger mit der Hauptausgangswelle drehfest gekoppelt. Die zwei Planetensätze sind auf dem Planetenträger drehbar angeordnet. Ein erster der Planetensätze steht in Eingriff mit dem Sonnenrad, ein zweiter der Planetensätze steht in Eingriff mit dem Hohlrad. Ferner stehen die Planetenräder der beiden Planetensätze gegenseitig im Eingriff. Die erste Freilaufeinrichtung ist zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger und die zweite Freilaufeinrichtung ist zwischen dem Hohlrad und einer Umgebungskonstruktion eingekoppelt.In a preferred structural embodiment of the invention, the main gear portion is formed as a Stirnradplanetengetriebe, the Stirnradplanetengetriebe having a sun gear, a planetary gear, two planetary gear sets, a ring gear and a first and a second freewheel device. The sun gear is rotatably coupled to the main input shaft and the planet carrier with the main output shaft. The two planetary gear sets are rotatably mounted on the planet carrier. A first of the planetary gear sets is in engagement with the sun gear, a second of the planetary gear sets is in engagement with the ring gear. Furthermore, the planetary gears of the two planetary gear sets are mutually engaged. The first freewheel device is coupled between the sun gear and the planet carrier and the second freewheel device is coupled between the ring gear and a surrounding structure.

In der ersten Betriebsart, insbesondere beim Kaltstart, ist die erste Freilaufeinrichtung geöffnet, die zweite Freilaufeinrichtung ist dagegen gesperrt, sodass Hohlrad und Umgebungskonstruktion drehfest miteinander verbunden sind. In dieser Betriebsart ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis mit einem Betrag ungleich 1. In der zweiten Betriebsart, insbesondere beim Warmstart, ist dagegen die erste Freilaufeinrichtung gesperrt und die zweite Freilaufeinrichtung geöffnet, sodass der Planetenträger gemeinsam mit dem Sonnenrad umläuft und sich auf diese Weise eine Übersetzung mit dem Übersetzungsverhältnis 1 ergibt. In the first operating mode, in particular during cold start, the first freewheel device is opened, the second freewheel device, however, is locked so that ring gear and surrounding structure are rotatably connected to each other. In this mode, a gear ratio results in an amount not equal to 1. In the second mode, especially during warm start, however, the first freewheel device is locked and the second freewheel device open, so that the planet carrier rotates together with the sun gear and in this way a translation with the gear ratio 1 results.

In der zweiten Betriebsart ist es bevorzugt, bei einem drehrichtungsabhängigen Übersetzungsverhältnis des Hilfsgetriebeabschnitts, dass der Drehmomentweg über den Übersetzungsweg des Hilfsgetriebeabschnitts verläuft. Damit wird der Betrag des Gesamtübersetzungsverhältnisses in der zweiten Betriebsart durch das Übersetzungsverhältnisses des Hilfsgetriebeabschnitts bestimmt, wobei der Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hauptgetriebeabschnitts gleich 1 ist. In der ersten Betriebsart ist es dagegen bevorzugt, dass der Drehmomentweg über den Bypassweg des Hilfsgetriebeabschnitts (mit einem Übersetzungsverhältnis von 1) geführt ist und der Betrag des Gesamtübersetzungsverhältnisses durch den Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hauptgetriebeabschnitts bestimmt ist. In dieser Kombination ergibt sich der besondere Vorteil, dass der Betrag des Gesamtübersetzungsverhältnisses in der zweiten Betriebsart ausschließlich durch den Betrag des Übersetzungsverhältnisses des Hilfsgetriebeabschnitts und der Betrag des Gesamtübersetzungsverhältnisses in der ersten Betriebsart ausschließlich durch das Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebeabschnitts bestimmt ist. Die benötigten Gesamtübersetzungsverhältnisse können unabhängig voneinander durch Auslegung des Hilfsgetriebeabschnitts für die zweite Betriebsart und der Auslegung des Hauptgetriebeabschnitts für die erste Betriebsart bestimmt werden. In the second mode, it is preferable, in a rotational direction-dependent gear ratio of the auxiliary transmission section, that the torque path extends through the transmission path of the auxiliary transmission section. Thus, the amount of the overall gear ratio in the second mode is determined by the gear ratio of the auxiliary gear portion, wherein the amount of the gear ratio of the main gear portion is 1. In the first mode, on the other hand, it is preferable that the torque path is guided through the bypass path of the auxiliary transmission portion (with a gear ratio of 1) and the amount of the overall gear ratio is determined by the amount of the gear ratio of the main transmission portion. In this combination, there is the particular advantage that the amount of the overall transmission ratio in the second mode is determined solely by the amount of the gear ratio of the auxiliary gear portion and the amount of the overall gear ratio in the first mode only by the gear ratio of the main gear portion. The required overall gear ratios can be independently determined by designing the auxiliary gear section for the second mode and the layout of the main gear section for the first mode.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlassen des Fahrzeugs mit der Anlasservorrichtung wie diese zuvor beschrieben wurde, wobei bei einer ersten Betriebsart Hauptgetriebeabschnitt und der Hilfsgetriebeabschnitt gemeinsam ein erstes Gesamtübersetzungsverhältnis bestimmen und bei der zweiten Betriebsart ein zweites Gesamtübersetzungsverhältnis bestimmen, wobei eine Drehrichtung der Haupteingangswelle und/oder des Elektromotors bei der ersten und bei der zweiten Betriebsart gegensinnig ausgebildet sind.Another object of the invention relates to a method for starting the vehicle with the starter device as described above, wherein in a first mode main gear portion and the auxiliary transmission portion together determine a first overall gear ratio and determine a second overall gear ratio in the second mode, wherein a direction of rotation of the main input shaft and / or the electric motor in the first and in the second mode are formed in opposite directions.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and the accompanying figures. Showing:

1 eine schematische Blockdarstellung einer Anlasservorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic block diagram of a starter device as an embodiment of the invention;

2a, b ein erstes Ausführungsbeispiel der Anlasservorrichtung in der Betriebsart Kaltstart und Warmstart; 2a , b a first embodiment of the starter device in the cold start and warm start mode;

3a, b ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Betriebsarten Kaltstart und Warmstart. 3a , b a second embodiment of the invention in the operating modes cold start and warm start.

Die 1 zeigt in einer grob schematisierten Darstellung eine Anlasservorrichtung 1 für ein Fahrzeug 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Anlasservorrichtung 1 ist ausgebildet, ein Ritzel 3 eines Getriebes von einem Verbrennungsmotor 4 bei Bedarf anzutreiben, sodass der Verbrennungsmotor 4 aus dem Ruhezustand auf eine Umdrehungsgeschwindigkeit gebracht wird, um ein Starten oder Wiederstarten des Verbrennungsmotors 4 zu ermöglichen.The 1 shows in a rough schematic representation of a starter device 1 for a vehicle 2 as an embodiment of the invention. The starter device 1 is trained a pinion 3 a transmission of an internal combustion engine 4 If necessary, drive so that the internal combustion engine 4 is brought from idle to a rotational speed to start or restart the engine 4 to enable.

Die Anlasservorrichtung 1 ist beispielsweise als eine selbsthaltende Baugruppe ausgebildet und zum Beispiel in einem Gehäuse (nicht dargestellt) integriert. Die Anlasservorrichtung 1 weist ein Abtriebsritzel 5 auf, welches in Wirkverbindung mit dem Ritzel 3 bringbar ist oder mit diesem kämmt, sodass ein Anlassdrehmoment von der Anlasservorrichtung 1 auf das Ritzel 3 und damit zu dem Verbrennungsmotor 4 geleitet werden kann. Das Abtriebsritzel 5 ist als ein einspurendes Abtriebsritzel 5 ausgebildet, welches in einer Einspurposition E – wie in 1 dargestellt – mit dem Ritzel 3 kämmt und in einer Ruheposition R von dem Ritzel 3 entkoppelt ist. Insbesondere nimmt das Abtriebsritzel 5 nach dem Starten des Verbrennungsmotors 4 oder während eines Laufens des Verbrennungsmotors 4 die Ruheposition R ein.The starter device 1 For example, it is designed as a self-holding assembly and integrated, for example, in a housing (not shown). The starter device 1 has a driven pinion 5 on which in operative connection with the pinion 3 can be brought or combed with, so that a starting torque of the starter device 1 on the pinion 3 and thus to the internal combustion engine 4 can be directed. The output pinion 5 is as a meshing output pinion 5 formed, which in a Einspurposition E - as in 1 shown - with the pinion 3 meshes and in a resting position R of the pinion 3 is decoupled. In particular, the output pinion takes 5 after starting the internal combustion engine 4 or during running of the internal combustion engine 4 the rest position R a.

Die Anlasservorrichtung 1 umfasst einen Elektromotor 6, welcher in zwei Drehrichtungen betreibbar ist. Die Umschaltung zwischen den Drehrichtungen kann beispielsweise über ein Wenderelais erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Elektromotor 6 in beide Drehrichtungen die gleiche Drehgeschwindigkeit einnimmt oder einnehmen kann.The starter device 1 includes an electric motor 6 , which is operable in two directions of rotation. The switching between the directions of rotation can be done for example via a turning relay. For example, it is possible that the electric motor 6 in both directions of rotation the same rotational speed occupies or can take.

Zwischen dem Elektromotor 6 und dem Abtriebsritzel 5 erstreckt sich ein Drehmomentweg 7 oder Kraftflussweg, wobei das von dem Elektromotor 6 erzeugte Drehmoment auf dem Drehmomentweg 7 durch ein Gesamtübersetzungsverhältnis umgesetzt wird. Das Gesamtübersetzungsverhältnis ist vom Betrag größer als 1, was bedeutet, dass die Drehzahl des Elektromotors 6 größer als die Drehzahl des Abtriebsritzels 5 ist. Das heißt, dass die Drehungen des Elektromotors 6 „in das Langsame“ übersetzt werden.Between the electric motor 6 and the output pinion 5 extends a torque path 7 or Kraftflussweg, which by the electric motor 6 generated torque on the torque path 7 is implemented by a total translation ratio. The overall translation ratio is greater than the amount 1 , which means that the speed of the electric motor 6 greater than the speed of the output pinion 5 is. That is, the rotations of the electric motor 6 "Translated into the slow".

In dem Drehmomentweg 7 ist ein Hauptgetriebeabschnitt 8 und ein Hilfsgetriebeabschnitt 9 angeordnet. Der Hilfsgetriebeabschnitt 9 kann wahlweise vor dem Hauptgetriebeabschnitt 8 oder nach dem Hauptgetriebeabschnitt 8 angeordnet sein. Der Eingang zu dem Hauptgetriebeabschnitt 8 wird als Haupteingangswelle 10, der Ausgang aus dem Hauptgetriebeabschnitt 8 wird als Hauptausgangswelle 11 bezeichnet. In the torque path 7 is a main gearbox section 8th and an auxiliary transmission section 9 arranged. The auxiliary gear section 9 can optionally before the main gear section 8th or after the main transmission section 8th be arranged. The entrance to the main transmission section 8th is called the main input shaft 10 , the output from the main gearbox section 8th becomes as main output shaft 11 designated.

Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen erfolgt zwischen dem Ausgang des Elektromotors 6 und der Haupteingangswelle 10 keine Drehrichtungsumkehr, sodass die Drehrichtung von Elektromotor 6 beziehungsweise dessen Abtriebswelle 13 und der Haupteingangswelle 10 gleich ist. In the following embodiments takes place between the output of the electric motor 6 and the main input shaft 10 no reversal of the direction of rotation, so that the direction of rotation of electric motor 6 or its output shaft 13 and the main input shaft 10 is equal to.

Es ist eine Überlegung der Ausführungsbeispiele, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis abhängig von der Drehrichtung der Haupteingangswelle 10 und somit abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors 6 sein soll. Somit soll eine erste Gesamtübersetzung umgesetzt werden, wenn die Haupteingangswelle 10 und/oder der Elektromotor 6 in eine erste Drehrichtung rotiert und ein zweites Übersetzungsverhältnis erreicht werden, wenn Haupteingangswelle 10 und/oder Elektromotor 6 in eine zweite Drehrichtung rotieren. Dabei ist zu unterstreichen, dass das Abtriebsritzel 5 stets in die gleiche Drehrichtung rotieren soll, da die Randbedingungen für dessen Drehrichtung durch das Ritzel 3 und den Verbrennungsmotor 4 vorgegeben sind. It is a consideration of the embodiments that the overall gear ratio depends on the direction of rotation of the main input shaft 10 and thus dependent on the direction of rotation of the electric motor 6 should be. Thus, a first overall translation is to be implemented when the main input shaft 10 and / or the electric motor 6 rotated in a first direction of rotation and a second gear ratio can be achieved when the main input shaft 10 and / or electric motor 6 rotate in a second direction of rotation. It should be emphasized that the output pinion 5 should always rotate in the same direction, because the Boundary conditions for its direction of rotation through the pinion 3 and the internal combustion engine 4 are predetermined.

Durch die drehrichtungsabhängigen Gesamtübersetzungsverhältnisse kann erreicht werden, dass bei einer ersten Betriebsart, insbesondere einer Kaltstartbetriebsart, ein hohes Drehmoment und eine niedrige Winkelgeschwindigkeit und/oder Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Abtriebsritzel 5 anliegt, wenn die Haupteingangswelle 10 und/oder der Elektromotor 6 in eine Drehrichtung rotieren. Bei einer zweiten Betriebsart, insbesondere einer Warmstartbetriebsart, liegt dagegen ein dazu verglichen geringeres Drehmoment und eine höhere Winkelgeschwindigkeit und/oder Umdrehungsgeschwindigkeit an dem Abtriebsritzel 5 an, wenn die Haupteingangswelle 10 und/oder der Elektromotor 6 in eine Gegenrichtung rotieren. Bei dem Vergleich und/oder bei den Betriebsarten sind der Betrag der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle 13 jeweils gleich eingestellt. Due to the direction of rotation dependent overall gear ratios can be achieved that in a first mode, in particular a cold start mode, a high torque and a low angular velocity and / or rotational speed of the output pinion 5 abuts when the main input shaft 10 and / or the electric motor 6 rotate in one direction of rotation. In a second mode, in particular a warm start mode, however, is compared to a lower torque and a higher angular velocity and / or rotational speed of the output pinion 5 when the main input shaft 10 and / or the electric motor 6 rotate in a opposite direction. In the comparison and / or modes, the magnitude of the angular velocity and / or the rotational speed of the output shaft 13 each set the same.

Die Kaltstartbetriebsart wird insbesondere dann genutzt, wenn der Verbrennungsmotor 4 in einem kalten Betriebszustand ist und daher ein höheres Drehmoment für den Start benötigt wird. Die Warmstartbetriebsart wird dagegen verwendet, wenn der Verbrennungsmotor 4 bereits betriebswarm ist und beispielsweise durch eine Start-Stopp-Funktion kurzzeitig ausgeschaltet war, um Kraftstoff zu sparen. In diesem Zustand ist ein geringeres Drehmoment ausreichend, jedoch eine höhere Drehzahl bevorzugt, um das Wiederanlassen des Verbrennungsmotors 4 komfortabel und sanft zu erreichen.The cold start mode is used in particular when the internal combustion engine 4 In a cold operating condition and therefore a higher torque is required for the start. On the other hand, the warm start mode is used when the engine 4 is already operating warm and was briefly turned off, for example, by a start-stop function to save fuel. In this state, a lower torque is sufficient, but a higher speed is preferred to restart the engine 4 comfortable and gentle to reach.

In den 2a, b ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Anlasservorrichtung 1 der 1 gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile beziehungsweise Abschnitte wie zuvor bezeichnen. Der Hilfsgetriebeabschnitt 9 ist auf dem Drehmomentweg 7 vor dem Hauptgetriebeabschnitt 8 angeordnet. In der 2a ist die Kaltstartbetriebsart, in der 2b ist die Warmstartbetriebsart gezeigt.In the 2a , b is a first embodiment of the starter device 1 of the 1 are shown, wherein like reference numerals designate the same parts or portions as before. The auxiliary gear section 9 is on the torque path 7 in front of the main gearbox section 8th arranged. In the 2a is the cold start mode in which 2 B the warm start mode is shown.

Der Hilfsgetriebeabschnitt 9 weist eine doppelte Stirnradgetriebestufe 12 auf, wobei eine Abtriebswelle 13 des Elektromotors 6 mit einem ersten Stirnrad 14a drehfest gekoppelt ist, welches mit einem zweiten Stirnrad 14b kämmt. Das zweite Stirnrad 14b ist drehfest mit einem dritten Stirnrad 14c gekoppelt, welches somit mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotiert. Das dritte Stirnrad 14c kämmt wiederum mit einem vierten Stirnrad 14d, welches drehfest mit der Haupteingangswelle 10 verbunden ist. Jede der Stirnradstufen 14a–b und 14c–d weisen ein Übersetzungsverhältnis mit einem Betrag abs(i) > 1 auf, sodass der Betrag des Übersetzungsverhältnisses der doppelten Stirnradgetriebestufe ebenfalls abs(i) > 1 ist. Ferner wird darauf hingewiesen, dass durch die doppelte Stirnradgetriebestufe 12 sichergestellt ist, dass keine Drehrichtungsumkehrung erfolgt. Die Abtriebswelle 13 des Elektromotors 6 und die Haupteingangswelle 10 sind koaxial zueinander angeordnet, sodass eine kompakte Bauweise ermöglicht ist. Das Übersetzungsverhältnis der doppelten Stirnradgetriebestufe beträgt beispielsweise 5:1. Ausgehend von der im Vergleich zu der Abtriebswelle 13 langsamer rotierenden Haupteingangswelle 10 verläuft der Drehmomentenweg 7 weiter in den Hauptgetriebeabschnitt 8. Der Hauptgetriebeabschnitt 8 weist ein Sonnenrad 15 auf, welches drehfest mit der Haupteingangswelle 10 gekoppelt ist. Mit dem Sonnenrad 15 kämmen eine Mehrzahl von ersten Planeten 16, deren Drehachsen auf einem Teilkreis um die Drehachse des Sonnenrads 15 verteilt angeordnet sind. Die Planetenräder des ersten Planetensatzes 16 sind auf einem Planetenträger 17 drehbar angeordnet. Ferner ist auf dem gleichen Planetenträger 17 ein zweiter Planetensatz 18 angeordnet, wobei sich die Drehachsen der Planeten des zweiten Planetensatzes 18 auf einem Teilkreis befinden, welcher größer ist als der Teilkreis des ersten Planetensatzes 16. Die Planeten des zweiten Planetensatzes 18 kämmen zum einen mit den Planeten des ersten Planetensatzes 16, insbesondere paarweise, und zudem mit einem Hohlrad 19, welches ebenfalls koaxial und konzentrisch zu der Drehachse des Sonnenrads 15 angeordnet ist. Der Planetenträger 17 ist drehfest mit der Hauptausgangswelle 11 und damit in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Abtriebsritzel 5 verbunden.The auxiliary gear section 9 has a double spur gear stage 12 on, with an output shaft 13 of the electric motor 6 with a first spur gear 14a is rotatably coupled, which with a second spur gear 14b combs. The second spur gear 14b is non-rotatable with a third spur gear 14c coupled, which thus rotates at the same angular velocity. The third spur gear 14c in turn meshes with a fourth spur gear 14d , which rotatably with the main input shaft 10 connected is. Each of the spur gears 14a -Federation 14c -D have a gear ratio with an absolute value abs (i)> 1, so that the amount of gear ratio of the double spur gear stage is also abs (i)> 1. It should also be noted that due to the double helical gear stage 12 it is ensured that no reversal of the direction of rotation takes place. The output shaft 13 of the electric motor 6 and the main input shaft 10 are arranged coaxially to each other, so that a compact design is possible. The transmission ratio of the double spur gear stage is for example 5: 1. Starting from the compared to the output shaft 13 slower rotating main input shaft 10 runs the torque path 7 further into the main gear section 8th , The main gearbox section 8th has a sun wheel 15 on, which rotatably with the main input shaft 10 is coupled. With the sun wheel 15 comb a plurality of first planets 16 whose axes of rotation are on a pitch circle about the axis of rotation of the sun gear 15 are arranged distributed. The planet wheels of the first planetary gear set 16 are on a planet carrier 17 rotatably arranged. Further, on the same planet carrier 17 a second planetary gear set 18 arranged, wherein the axes of rotation of the planets of the second planetary gear set 18 are located on a pitch circle, which is larger than the pitch circle of the first planetary gear set 16 , The planets of the second planetary set 18 Combing on the one hand with the planets of the first planetary gear set 16 , in particular in pairs, and also with a ring gear 19 which is also coaxial and concentric with the axis of rotation of the sun gear 15 is arranged. The planet carrier 17 is non-rotatable with the main output shaft 11 and thus in this embodiment with the output pinion 5 connected.

Das Sonnenrad 15 und der Planetenträger 17 sind über eine erste Freilaufeinrichtung 20 miteinander gekoppelt, das Hohlrad 19 ist mit einer stationären Umgebung oder Umgebungskonstruktion U über eine zweite Freilaufeinrichtung 21 gekoppelt. Die Freilaufeinrichtungen 20, 21 sind so orientiert, dass in der in der 2a gezeigten Kaltstartbetriebsart die erste Freilaufeinrichtung offen ist und die zweite Freilaufeinrichtung 21 gesperrt ist, sodass der Hauptgetriebeabschnitt 8 ein erstes Übersetzungsverhältnis umsetzt, welches betragsmäßig abs(i) > 1 ist. Das Gesamtübersetzungsverhältnis ergibt sich somit aus dem Übersetzungsverhältnis aus dem Hilfsgetriebeabschnitt 9 und dem Übersetzungsverhältnis aus dem Hauptgetriebeabschnitt 8. The sun wheel 15 and the planet carrier 17 are about a first freewheel device 20 coupled together, the ring gear 19 is with a stationary environment or surrounding structure U via a second freewheel device 21 coupled. The freewheel devices 20 . 21 are so oriented that in the in the 2a shown cold start mode, the first freewheel device is open and the second freewheel device 21 is locked so that the main gear section 8th converts a first gear ratio, which in terms of absolute value abs (i)> 1. The overall gear ratio thus results from the gear ratio of the auxiliary transmission section 9 and the gear ratio from the main transmission section 8th ,

In der 2b ist der Drehmomentenweg 7 durch den Hauptgetriebeabschnitt 8 nochmals gezeigt für den Fall, dass die Anlasservorrichtung in einer zweiten Betriebsart, einer Warmstartbetriebsart betrieben wird, wobei die Drehrichtung der Haupteingangswelle 10 und der Abtriebswelle 13 umgekehrt ist. In dieser zweiten Betriebsart ist die erste Freilaufeinrichtung 20 gesperrt und die zweite Freilaufeinrichtung 21 geöffnet, sodass der Planetenträger 17 wie ein Block gemeinsam mit dem Sonnenrad 15 dreht, sodass insgesamt ein Übersetzungsverhältnis mit einem Betrag von abs(i) = 1 gegeben ist. In dieser Ausgestaltung wird das Gesamtübersetzungsverhältnis durch das Übersetzungsverhältnis des Hilfsgetriebeabschnitts 9 definiert, wobei das Gesamtübersetzungsverhältnis in der 2b kleiner ist als das Gesamtübersetzungsverhältnis in der 2a. Durch die Drehrichtungsumkehr in der ersten Betriebsart gemäß 2a in dem Hauptgetriebeabschnitt 8 wird erreicht, dass die Drehrichtung des Abtriebsritzels 5 unabhängig von der Drehrichtung der Abtriebswelle 13 stets gleich ist. In the 2 B is the torque path 7 through the main transmission section 8th shown again in the event that the starter device is operated in a second mode, a warm start mode, wherein the direction of rotation of the main input shaft 10 and the output shaft 13 is reversed. In this second mode, the first freewheel device 20 locked and the second freewheel device 21 opened so that the planet carrier 17 like a block together with the sun wheel 15 turns, so that overall a gear ratio is given with an amount of abs (i) = 1. In this Embodiment becomes the overall gear ratio by the gear ratio of the auxiliary gear portion 9 defined, wherein the total gear ratio in the 2 B is smaller than the overall translation ratio in the 2a , Due to the reversal of the direction of rotation in the first operating mode according to 2a in the main transmission section 8th is achieved that the direction of rotation of the output pinion 5 regardless of the direction of rotation of the output shaft 13 always the same.

Die 3a und b zeigen eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels in den 2a und b, wobei die gleichen Bezugszeichen jeweils die gleichen Teile bzw. Abschnitte wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnen.The 3a and b show a development of the embodiment in the 2a and b, wherein the same reference numerals each denote the same parts or sections as in the preceding figures.

Im Gegensatz zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist das Ausführungsbeispiel in den 3a und b eine Freilaufanordnung 22 als Teil des Hilfsgetriebeabschnitts 9 auf, welche einen Bypassweg B innerhalb des Drehmomentwegs 7 definiert, wobei der Bypassweg B eine Überbrückung zu einem Übersetzungsweg W des doppelten Stirnradgetriebes 12 bildet. Durch die Freilaufanordnung 22 wird das Gesamtübersetzungsverhältnis wie folgt verändert:
In der ersten Betriebsart, insbesondere der Kaltstartbetriebsart, gemäß der 3a ist das doppelte Stirnradgetriebe 12 durch die Freilaufanordnung 22 überbrückt, sodass das Übersetzungsverhältnis des Hilfsgetriebeabschnitts 9 i = 1 ist. Das Gesamtübersetzungsverhältnis wird ausschließlich durch das Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebeabschnitts 9 bestimmt. In contrast to the previous embodiment, the embodiment in the 3a and b, a freewheel assembly 22 as part of the auxiliary transmission section 9 on which a Bypassweg B within the torque path 7 defined, wherein the Bypassweg B bridging to a translation W of the double spur gear 12 forms. By the freewheel arrangement 22 the overall ratio is changed as follows:
In the first mode, in particular the cold start mode, according to 3a is the double helical gearbox 12 through the freewheel assembly 22 bridged, so that the transmission ratio of the auxiliary transmission section 9 i = 1. The overall gear ratio becomes exclusive by the gear ratio of the main gear section 9 certainly.

In der zweiten Betriebsart, insbesondere der Warmstartbetriebsart, verläuft der Drehmomentweg 7 dagegen über den Übersetzungsweg W, also über die doppelte Stirnradgetriebestufe 12, sodass das Gesamtübersetzungsverhältnis durch das Übersetzungsverhältnis der doppelten Stirnradgetriebestufe 12 gegeben ist. Das Übersetzungsverhältnis des Hauptgetriebeabschnitts 8 ist dagegen i = 1. In the second mode, in particular the warm start mode, the torque path is running 7 on the other hand via the translation W, so on the double spur gear 12 so that the overall gear ratio by the gear ratio of the double spur gear stage 12 given is. The gear ratio of the main transmission section 8th on the other hand, i = 1.

In dem in den 3a und b gezeigten Ausführungsbeispiel kann somit das Gesamtübersetzungsverhältnis in der ersten Betriebsart und in der zweiten Betriebsart unabhängig voneinander eingestellt werden. Nachdem sich gewisse Standards bei dem Gesamtübersetzungsverhältnis in der Kaltstartbetriebsart etabliert haben, ist es möglich, die Anlasservorrichtung 1 als eine Gleichvorrichtung herzustellen und bei einer individuellen Anpassung an Verbrennungsmotoren 4 nur den Hilfsgetriebeabschnitt 9 zu tauschen.In the in the 3a and b shown embodiment, thus, the overall gear ratio in the first mode and in the second mode can be set independently. After certain standards have been established in the overall gear ratio in the cold start mode, it is possible to use the starter device 1 as an equalizer and in an individual adaptation to internal combustion engines 4 only the auxiliary gear section 9 to exchange.

In dem Hilfsgetriebeabschnitt 9 umfasst die Freilaufanordnung 22 einen ersten Freilauf 23a, wobei der erste Freilauf 23a die Abtriebswelle 13 mit Haupteingangswelle 10 koppelt. Beispielsweise sitzt auf der Abtriebswelle 13 ein Koppelwelle 24, welches mit einer Koppelhohlwelle 25 der Haupteingangswelle 10 zusammenwirkt, wobei die Koppelwelle 24 über den ersten Freilauf 23a mit der Koppelhohlwelle 25 getriebetechnisch gekoppelt ist. Das Stirnrad 14a ist über einen zweiten Freilauf 23b mit der Abtriebswelle 13 und das Stirnrad 14d über einen dritten Freilauf 23c mit der Haupteingangswelle 10 gekoppelt. In the auxiliary transmission section 9 includes the freewheel assembly 22 a first freewheel 23a , where the first freewheel 23a the output shaft 13 with main input shaft 10 coupled. For example, sitting on the output shaft 13 a coupling shaft 24 , which with a coupling hollow shaft 25 the main input shaft 10 cooperates, wherein the coupling shaft 24 over the first freewheel 23a with the coupling hollow shaft 25 gearbox technology is coupled. The spur gear 14a is about a second freewheel 23b with the output shaft 13 and the spur gear 14d over a third freewheel 23c with the main input shaft 10 coupled.

In dem ersten Betriebszustand in der 3a ist der erste Freilauf 23a gesperrt und der zweite und der dritte Freilauf geöffnet, so dass der Bypassweg B zur Drehmomentübertragung genutzt ist und der Übersetzungsweg W ausgekoppelt ist. In dem zweiten Betriebszustand in der 3a ist dagegen der erste Freilauf 23a geöffnet und der zweite und der dritte Freilauf gesperrt, so dass der Übersetzungsweg W zur Drehmomentübertragung genutzt ist und der Bypassweg B ausgekoppelt ist. In the first operating state in the 3a is the first freewheel 23a locked and the second and the third freewheel open, so that the bypass path B is used for torque transmission and the transmission path W is decoupled. In the second operating state in the 3a is the first freewheel 23a open and the second and the third freewheel blocked, so that the translation W is used for torque transmission and the bypass path B is decoupled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anlasservorrichtung starter device
22: Fahrzeug vehicle
33: Ritzel pinion
44: Verbrennungsmotor internal combustion engine
55: Abtriebsritzel output pinion
66: Elektromotor electric motor
77: Drehmomentweg torque path
88th: Hauptgetriebeabschnitt Main transmission section
99: Hilfsgetriebeabschnitt Auxiliary transmission section
1010: Haupteingangswelle Main input shaft
1111: Hauptausgangswelle Main output shaft
1212: Stirnradgetriebestufe spur gear
1313: Abtriebswelle output shaft
14a, b, c, d14a, b, c, d: Stirnräder spur gears
1515: Sonnenrad sun
1616: erster Planetensatz first planetary gear set
1717: Planetenträger planet carrier
1818: zweiter Planetensatz second planetary set
1919: Hohlrad ring gear
2020: Freilaufeinrichtung Freewheel device
2121: Freilaufeinrichtung Freewheel device
2222: Freilaufanordnung Freewheel arrangement
23 a, b, c23 a, b, c: Freiläufe freewheels
2424: Koppelwelle coupling shaft
2525: Koppelhohlwelle Coupling hollow shaft
RR: Ruheposition rest position
BB: Bypassweg bypass path
Ee: Einspurposition Einspurposition
UU: Umgebung Surroundings
WW: Übersetzungsweg Übersetzungsweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10201309022 [0003]

Claims

Starter device ( 1 ) for a vehicle ( 2 ) with a starter motor ( 6 ), with a main gear section ( 8th ), wherein the main gear section ( 8th ) a main input shaft ( 10 ) and a main output shaft ( 11 ), wherein the main gear section ( 8th ) has a direction of rotation dependent translation, wherein in a first direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) the main output shaft ( 11 ) is rotated in the same, first direction of rotation and in a second, opposite direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) the main output shaft ( 11 ) in the first direction of rotation, with a driven pinion ( 5 ), wherein a torque via a torque path ( 7 ) of the starter motor ( 6 ) over the main transmission section ( 8th ) to the output pinion ( 5 ), characterized by an auxiliary transmission section ( 9 ), wherein the auxiliary transmission section ( 9 ) in at least one direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) in the torque path ( 7 ) between the starter motor ( 6 ) and the output pinion ( 5 ) is geared coupled.

Starter device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the auxiliary transmission section ( 9 ) is formed as a direction of rotation preserved translation section.

Starter device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary transmission section ( 9 ) has a direction of rotation independent gear ratio.

Starter device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of the transmission ratio of the main transmission section ( 8th ) in the first direction of rotation of the main input shaft and the amount of the transmission ratio of the main transmission section ( 8th ) in the second direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) are different.

Starter device ( 1 ) according to one of the preceding claims 1, 2 or 4, characterized in that the auxiliary transmission section ( 9 ) has a direction of rotation dependent gear ratio.

Starter device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the auxiliary transmission section ( 9 ) has a translation path (W) and a bypass path (B), wherein the bypass path (B) forms a kinematic parallel portion of the torque path to the translation path (W).

Starter device ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the amount of the transmission ratio of the main transmission section ( 8th ) in the first direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) and the amount of the transmission ratio of the main transmission section ( 8th ) in the second direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) are the same.

Starter device ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the auxiliary transmission section ( 9 ) has a double spur gear stage as the translation path (W) and a 1: 1 coupling as the bypass path (B), wherein the translation path (W) and the bypass path (B) by a freewheel assembly ( 22 ) are separated from each other.

Starter device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the main gear section ( 8th ) is designed as Stirnradplanetengetriebe which a sun gear ( 15 ), a planet carrier ( 17 ), two plan rates ( 16 . 18 ) and a ring gear ( 19 ) and a first and a second freewheel device ( 20 . 21 ) having. the sun wheel ( 15 ) with the main input shaft ( 10 ) and the main output shaft ( 11 ) with the planet carrier ( 17 ), the two planentate sets ( 16 . 18 ) on the planet carrier ( 17 ), wherein a first of the planetary gear sets ( 16 ) with the sun wheel ( 15 ) with the second planententate ( 18 ) and the second planetary set ( 18 ) with the first planetary gear set ( 16 ) and the ring gear ( 19 ) and wherein the first freewheel device ( 20 ) with the sun wheel ( 15 ) and the planet carrier ( 17 ) and the second freewheel device ( 21 ) with the ring gear ( 19 ) and a surrounding structure (U) is coupled.

Method for starting a vehicle ( 1 ) with the starter device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that in a first mode main transmission section ( 8th ) and the auxiliary transmission section ( 9 ) together determine a first overall gear ratio and determine a second overall gear ratio in a second mode, wherein a direction of rotation of the main input shaft ( 10 ) and / or the starter motor ( 6 ) are formed in opposite directions in the first and in the second mode.